工程机械液压系统节能措施及发展趋势阳开华

工程机械液压系统节能措施及发展趋势阳开华

阳开华

关键词：工程机械；液压系统；节能；发展趋势

一、液压机械控制系统的组成元件及作用

液压机械控制系统主要依靠液体作用力保持自身平衡。活塞大小不同，相应的压力也会存在差异。因此，在液压机械控制系统运转过程中，要根据实际要求决定需要的压力，然后在内部液体作用下，压力就会转为能量。液压机械控制系统主要可分为三个组成部分：第一，执行元件，其作用是进行力的转化，也就是将压力转化为能量。而液压泵作为执行元件必不可少的一部分，对于效率提升有着很大作用。除了转化能量外，执行元件另外一项作用就是控制液体流速，进而让系统达到工作要求的目的；第二，动力元件，其主要作用就是让系统在充足动力下运转起来。齿轮泵作为一个重要的动力元件，根据齿轮变化不同，动力也会存在一定差异，以此确保在不同工作条件下液体输送顺畅；第三，辅助元件，其作用是连接系统中的各个管道，使其在安全稳定环境下顺利工作，是液压机械系统不可或缺的元件之一。

二、工程机械液压系统节能技术

2.1电液比例控制

科技不断在发展，新技术不断产生，在新技术的应用过程中，会提高电液比例控制的应用，提高其应用的效果，符合现代机械工程节能技术的应用，提高机械工程企业的节能环保能力，降低污染指数。电液比例控制技术优点显著，能很好地优化液压信号传递管道，借助电信信号传送出液压数据参数，有效缩短系统响应时间，提高操作便捷性。

2.2变量泵控制

在机械工程比较大的情况下，通常采用变量泵控制技术，大大提高了机械工程的工作效率，对提高产品的质量有一定帮助，在机械工程领域对于节能减排也起到重要作用，符合现代大型机械工程的需要。变量泵控制节能功能的实现主要通过控制排量,以实现降低能源消耗的目标。排量的控制主要涉及LS负载敏感控制、LUDV控制以及排量控制等内容。其中LS负载敏感控制不仅能输出符合负载要求的流量及压力，而且提高液压设备工作效率。但变量泵在应用过程中，也存在一定问题，系统流量处于高状态下进行工作，对负载元件的运行速度有一定影响，对机械工程的工作效率起到阻碍作用，大型机械工程在使用变量泵控制的过程中，需要对系统流量进行有效控制，充分发挥变量泵控制的作用，起到工程机械液压节能作用，提高机械工程领域的环保意识。

2.3多路阀多方式控制

机械工程在电路控制的过程中，我们通常需要采用多路阀进行有效控制，这对多元化企业的发展过程，采用多路阀多方式进行有效控制，是符合现代大型机械工程领域需要，也是社会对现代机械企业提出的新要求。六通道多路阀在工程机械中具有较高应用率，其中直通供油路组成多路阀系统的优先回路，尤其当并联回路为中位段时，由直通供油路、并联供油路构成，并可将流量、功率、压力等参数及时加以反应，使得负载传感阀的控制范围得以扩大。

三、目前国内工程机械液压系统的节能措施

3.1排量控制技术

针对机械液压系统节能技术现状，一些研究学者发明了一些技术来控制整体变量，排量控制技术就是其中之一，而此项技术主要是为了缓解排量集中在设备上的问题，利用合理的压力来维持这个控制程序的具体位移量，使得这种控制程序分为正负流量控制两种。正流量控制可以用来控制节流速度，满足流量控制的实际需要，维持系统中心设备的运行效率，相比较过去的实战经验来看，正流量控制内部泵的排量对实际先导操作的压力变化情况起到正面影响，能够促进工况的运行。然而，由于控制系统中设置的梭阀的结构性能，系统中正流量的控制效果低，造成系统结构布局受到限制，产生复杂影响，系统响应的速度也受到减慢效果。

3.3负荷传感器控制

符合传感器技术不受负荷压力变化和油泵流量变化的影响，这就说明其可以根据需要人为设置需要值。负荷传感器控制液压技术系统可分为定量和变量泵系统，起负荷传感器作用的压力补偿阀布置的位置比较多，而且压力补偿阀分布的位置也有所不同。将压力补偿阀布置在油泵和操作阀之间，通过利用压力补偿阀的压差，使油泵能按照需要输出所需要的流量，不仅要保证减少流量损失，更要保证达到节能的目的，它的最大好处就是可以实现保证多方面的负荷运作，因为不受负荷大小的影响。应保证总流量的整体供应量处于饱和状态，因为在总流量欠饱和的情况下，多机构复合运作不能同时进行，这时候会优先选择低负荷运作，不能保证高负荷和低负荷的同时运作。

3.3油泵功率控制

所谓油泵功率控制，就是在保证动力满足工况需求的前提下，使用发动机将功率控制在允许使用的范围内，能实现该控制的方法较多。油泵控制器本身的电流会对油泵的输出功率和流量造成影响，作业内容及方式直接决定指令电流的大小。在指令电流控制PC电液控制阀的过程中，可以通过调节电流的大小改变油泵饲服活塞推力，从而控制油泵的输出功率及流量需要量。

3.4机、电、液一体控制

现阶段工程机械设计以及开发的重点倾向于节能、环保，延长使用周期和提升系统本身的性能，这也进一步推动了机、电、液一体化的操作控制技术在工程机械设计行业尤其是挖掘行业内的推广。比如神钢SK—6型挖掘机，它全程都依靠电脑控制操作，自动化程度非常高，挖掘机所采用的是全功率控制（ESS）系统，保证作业整体过程是以全自动智能化来实现的。除去自动化程度相对较高之外，该系统的一大优势还在于能实时对设备进行监管和操作，并根据作业要求和环境变化对油泵流量进行自动调整，既能保证能耗低、效率高和性能好，又能保证发动机输出功率。

3.5蓄能器缓冲吸能

在大型工程机械油泵等闭式回路中，蓄能器缓冲吸应用非常广泛，比如在一些运动比较频繁的循环作业系统挖掘机平台回转放等方面，而对原有工作系统所存在的压力冲击、制动功率损失等方面所存在的缺陷系统作业不稳定，可以在系统中通过合理设置蓄能器，保证回收制定能量的有效性和系统运行的稳定性。

四、国内工程机械液压系统节能发展趋势

结合上述现状及相关缺陷的描述，我国针对各方面的问题有着应对之策。在机电液采用一体化的控制，在保证克服困难的同时达到系统的运行；在发动机上采用的是无负荷启动，以进一步提高系统的智能化，因为发动机在能量供应和输入的过程中，差值比较悬殊；在油泵上采用多功能组合控制模式，因为工程是整体的运作流程，只有在保证采用自动的智能化技术的同时，采取一套比较完备的设置，才能实现工程机械系统的全自动；在油泵与发动机上使用功率匹配智能化控制模式，实现全功能动作的精细化及相关设施的配置，使燃油能耗量低、能量减损少，实现自动化，全面提高工作效率。

结束语：

总而言之，工程机械期间的液压节能技术在实际实现方式上呈现多样化的特征，而且每一种实现方式都具有差异化优点，可以很好地满足所谓的节能环保需求。随着科学技术的发展，未来工程机械工作中的液压节能技术应用，必须要在现有技术水平的前提下获得更深研究发展，并针对机械运行过程中出现的相关问题制定出科学化的解决方案，从根本上提升工程机械实际运行效率，达到节能减排目的，从而为保护环境提供较大的技术性支持。

参考文献：

[1]刘明.工程机械液压元件及节能液压系统的发展与思考.南方农机，2018，49（14）：54.

[2]许海亭.设备液压系统节能管理.现代制造技术与装备，2017（3）：150-151.